翻译后修饰可能在病原-宿主感染过程中发挥关键作用，随着质谱技术的发展，修饰蛋白质组学研究能够提供更全面深入的信息数据，使得从分子层面研究如弓形虫、锥虫、裂头蚴等寄生虫系统发育特点，从而深度挖掘其生理生化机制成为可能。
近日，中国农业科学院兰州兽医研究所朱兴全研究员课题组在学术期刊Frontiers In Microbiology 上在线发表了题为 “Global Proteomic Analysis of Lysine Malonylation in Toxoplasma gondii”的研究论文，首次报道了弓形虫的丙二酰化修饰图谱，为进一步研究弓形虫中丙二酰化修饰的生物学功能以及宿主和寄生虫相互作用奠定了基础。
我们今天特别邀请到本文的第一作者，中国农业科学院兰州兽医研究所朱兴全研究员课题组聂兰碧博士为我们分享该研究的主要内容和科研故事。
撰文 | 聂兰碧 博士 中国农业科学院兰州兽医研究所弓形虫（Toxoplasma gondii）是一种可以感染包括人类在内的所有温血动物的细胞内寄生虫，世界上约有三分之一的人感染，给免疫系统受损的病人、孕妇及新生儿带来巨大威胁。早期很多研究发现，蛋白质翻译后修饰（PTM）广泛存在于弓形虫体内，通过调控蛋白质的结构和功能影响弓形虫在宿主细胞上的增殖，移行和致病力。丙二酰-CoA是沟通糖代谢与脂肪酸合成途径的桥梁，丙二酰化修饰是以丙二酰-CoA为修饰供体的一种新型酰基化修饰，然而目前还没有关于丙二酰化在弓形虫上的研究。为了分析蛋白丙二酰化修饰对弓形虫发育和致病性的影响，我们选取了致病力强、繁殖速度快的弓形虫RH虫株（样本策略），运用丙二酰化蛋白质组学技术（质谱策略）进行研究，一共在326个蛋白上鉴定到506个丙二酰化修饰位点。对修饰蛋白质进行了系统的生物信息学分析，包括蛋白修饰位点基序(Motif)分析、修饰蛋白注释、功能分类、功能富集分析，结果显示：大多数丙二酰化蛋白都位于细胞质和细胞核中，主要富集在细胞代谢、有机物代谢、氮化合物代谢和初级代谢过程中，并与蛋白结合，有机环化合物结合和杂环化合物结合有关。功能分析显示，丙二酰化蛋白在糖酵解/糖异生，氨酰基-tRNA生物合成，磷酸戊糖途径和脂肪酸生物合成等代谢过程中占主导地位。通过搜索STRING数据库进行PPI分析，并使用Cytoscape软件对PPI网络进行可视化，使用MCODE鉴定了丙二酰化蛋白的许多高度相关的子网络，其中包括糖酵解/糖异生，核糖体，蛋白酶体和氨酰基-tRNA生物合成过程。通过对发生丙二酰化修饰蛋白的研究发现，这些蛋白在细胞转运、DNA复制和蛋白网络修复，调节宿主细胞的迁移特性以及调节宿主免疫反应中起着关键作用。该研究通过丙二酰化修饰组学研究，深入分析了弓形虫蛋白丙二酰化修饰图谱，为后续进一步研究弓形虫，尤其是在弓形虫与宿主细胞相互作用的情况下研究弓形虫丙二酰化修饰的功能提供有用的资源，并为寻找弓形虫病防控新工具提供新的方向。景杰生物为该研究的丙二酰化修饰定量提供技术支持。致谢：感谢朱兴全研究员和聂兰碧博士对我们的支持和精彩分享！原文：Lan-Bi Nie, et al., 2020, Global Proteomic Analysis of Lysine Malonylation in Toxoplasma gondii. Frontiers In Microbiology.原文链接：https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.00776寄生虫学精选研究
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邹文安